Erklärt: Warum sich Schrauben lockern und wie Vorspannung dies verhindert

Gründe für lockere Bolzen

1. Unzureichendes Anziehen

Die Schrauben, die nicht oder nicht richtig angezogen werden, sind von Natur aus unter Vorspannkraft.

Wenn sie sich wieder lockern, hat das Gelenk nicht genug Spannen Kraft, um alle Teile miteinander zu verbinden.

Dies kann zu einem seitlichen Verrutschen zwischen den beiden Teilen führen, und die Schraube wird unnötig belastet. Scherbelastungwas schließlich zu folgenden Ergebnissen führen kann Schraubenfraktur.

2. Vibration

Der Test von Verschraubung Unter Vibration zeigt sich, dass viele kleine "Quer"-Bewegungen die beiden Teile der Verbindung miteinander bewegen, und der Schraubenkopf oder die Mutter und das verbundene Teil bewegen sich ebenfalls.

Diese wiederholten Bewegungen wirken der Reibung zwischen dem Bolzen und dem verbundenen Teil entgegen.

Schließlich führt die Vibration dazu, dass sich das Bolzengewinde "dreht und lockert" und die Verbindung die Klemmkraft verliert.

3. Einbettung

Der Ingenieur, der die Schraubenspannung entwirft und entwickelt, darf eine Einlaufzeit haben, die einen gewissen Vorspannkraftverlust verursacht.

Während dieser Zeit wird die Spannung der Schraube gelockert.

Diese Entspannung wird durch die Einbettung zwischen Schraubenkopf und/oder Mutter, Gewinde und der Verbindungsfläche des zu verbindenden Teils verursacht und kann sowohl bei weichen Materialien (z. B. Verbundwerkstoffen) als auch bei hartem, poliertem Metall auftreten.

Wenn die Verbindung nicht richtig ausgelegt ist oder die Schraube zu Beginn nicht die vorgeschriebene Spannung erreicht, kann es beim Einsetzen der Verbindung zu einem Spannkraftverlust kommen, ohne dass die erforderliche Mindestspannkraft erreicht wird.

Zwischen den Gelenkflächen gibt es Mikro-Unebenheiten.

Nach dem Anziehen kollabiert der Höcker unter der Vorspannkraft der Schraube und es kommt zu einer dauerhaften plastischen Verformung, die die Klemmlänge der Schraube verringert und schließlich zur Verringerung der Vorspannkraft der Schraube führt.

4. Kriechen der Dichtung und thermische Ausdehnung

Viele Schraubverbindungen enthalten eine dünne und weiche Dichtung zwischen dem Schraubenkopf und der Verbindungsfläche, um die Verbindung abzudichten und das Austreten von Gas oder Flüssigkeit zu verhindern.

Die Waschmaschine selbst fungiert auch als eine FederSie federn unter dem Druck des Bolzens und der Gelenkfläche zurück.

Im Laufe der Zeit, insbesondere bei hohen Temperaturen oder korrosiven Chemikalien, kann die Dichtung "kriechen", d. h. sie verliert an Elastizität, was zu einem Verlust der Klemmkraft führt.

Wenn die Materialien der Schrauben und Verbindungen unterschiedlich sind, ist der Temperaturunterschied, der durch rasche Umweltveränderungen oder industrielle Zyklusprozesse verursacht wird, zu groß, was zu einer schnellen Ausdehnung oder Kontraktion der Schraubenmaterialienund kann Schrauben locker machen.

5. Auswirkungen

Dynamische oder wechselnde Belastungen durch Maschinen, Generatoren, Windkraftanlagen usw. können dazu führen, dass ein mechanischer Stoß - die auf den Bolzen oder die Verbindung ausgeübte Stoßkraft - den Bolzen relativ zueinander verschiebt.

Wie bei der Vibration führt dieses Gleiten schließlich dazu, dass sich die Schraube lockert.

Selbst der Aufprall berücksichtigt eine so große Belastung bei der Konstruktion der Fugenverbindung oft nicht.

Was ist Vorspannung?

Begriffe mit mehreren Bedeutungen in dem Projekt.

Die eine ist die Spannung (Last), die beim ersten Anziehen des Befestigungselements erzeugt wird.

Beim Ausfahren der Schraube wird der Teil zwischen Schraube und Mutter zusammengedrückt, wodurch sich die so genannte Klemmkraft erhöht, bis der Anziehvorgang abgeschlossen ist.

Gefahren durch lose Bolzen

1. Flanschleckage

2. Der Lüfterrotor ist vom Maschinenraum getrennt

3. Vibration Verbindungsbolzen des Schiffsmotors fallen ab

Die vibrierenden Verbindungsbolzen des Schiffsmotors lösten sich und rollten mit dem Schiff, was zu weiteren Schäden an der Ausrüstung führte.

Bei Schraubverbindungen führt das Anziehen der Mutter dazu, dass sich die Schraube dehnt, wie beim Ziehen einer Feder.

Diese Spannung erzeugt entgegengesetzte Klemmkräfte, die die beiden Teile des Verbinders fest miteinander verbinden.

Wenn die Schraube locker ist, verringert sich die Klemmkraft.

Lose Bolzen bereiten nicht nur Kopfschmerzen. Wenn die Verbindung nicht schnell nachgezogen wird, kann Flüssigkeit oder Gas austreten, die Schraube kann brechen, die Ausrüstung kann beschädigt werden, oder es kann zu einem katastrophalen Unfall kommen.

Schraube auf Schiene

Zusammenfassung

"Der beste Weg, um Lockerheit zu verhindern, ist, sicherzustellen, dass die Vorspannkraft ausreichend ist und die Verbindung keine Probleme wie Gleiten und Öffnen hat.

Aus der obigen Analyse geht hervor, dass es drei Gründe für die Lockerheit aufgrund einer unzureichenden oder reduzierten Vorspannung gibt.

Daher muss die Vorspannung der Schrauben besonders kontrolliert werden, um das Risiko des Lösens zu vermeiden.

Solange die Vorspannkraft den Anforderungen entspricht und die Klemmlänge nicht zu kurz ist (z.B. 1k ≥ 3d), wird sich die Schraube auch bei einer gewissen Schwingungsbelastung in der Regel nicht selbst lösen.

Eine Kombination aus guter Schraubenkonstruktion, angemessener Spannkraftentwicklung und geeigneten Schraubensicherungen kann Schraubverbindungen zuverlässig sichern, um viele der hier vorgestellten Herausforderungen beim Lösen zu meistern.

Eine gute Schraubverbindung wird mit Schrauben und Muttern geeigneter Größe und Bauart konstruiert, und es wird die optimale Spannung angegeben, um die zur Aufrechterhaltung der Integrität der Verbindung erforderliche Klemmkraft zu erreichen.

In der Anwendung erfordert die richtige Klemmkraft, dass die Spannung (Vorspannung) in jeder Schraube das richtige Niveau erreicht und während ihrer gesamten Lebensdauer beibehält.